過氧化氫(H2O2)是活體中最豐富、最穩定的活性氧(ROS)之一,作為多巴胺信号的調制器,與帕金森病(PD)密切相關,因此,實現活體腦中H2O2的選擇性檢測對于研究相關腦疾病的發生與發展至關重要。為此,本研究通過設計一系列DBP衍生物作為電化學探針分子,與H2O2特異性反應,根據反應産物DHP衍生物的電化學信号對H2O2實現高選擇性檢測。在所設計的系列DBP衍生物電化學探針分子中,o-Cl-DBP與H2O2反應時間最短,反應産物o-Cl-DHP表現出更高的電流密度且更負的氧化電位,這說明其對H2O2檢測的性能最佳。此外,在碳纖維絲微電極(CFME)上修飾了電化學氧化石墨烯(EOGO)作為基底材料,不僅可使H2O2檢測的靈敏度顯著提高,而且可提供穩定的内參比信号,避免環境因素的幹擾。以此構建的H2O2比率型電化學微傳感器具有靈敏度高、選擇性好、重現性好等優勢。最終,該電化學微傳感器成功地應用于PD小鼠腦中不同亞區H2O2的監測。同時,該工作表明,與正常小鼠相比,PD小鼠中不同腦區的H2O2和抗壞血酸(AA)表現出動态變化,表明H2O2和AA的平衡可能PD的發生與發展中發揮着重要的作用。

相關研究成果以“An Efficient Electrochemical Microsensor for In Vivo Monitoring of H2O2 in PD Mouse Brain: Rational Design and Synthesis of Recognition Molecules”為題發表在分析化學Top期刊Analytical Chemistry(自然指數期刊)上。文章的第一作者為2019級化學專業研究生羅雨,通訊作者為谷慧副教授。該研究工作得到國家自然科學基金(No. 21605047)、湖南省自然科學基金(No. 2021JJ30238)和湖南省教育廳(No. 20B221)的資助。
全文的鍊接為:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.2c01570